ジョージ・クラブツリー | |
|---|---|
2013年のクラブツリー | |
| 生まれる | ジョージ・ウィリアム・クラブツリー 1944年11月28日 |
| 死亡 | 2023年1月23日(享年78歳)[1] シカゴ、イリノイ州、米国 |
| 職業 | 物理学者 |
| タイトル | 監督 |
| Webサイト | ジェーシーエスアール |
ジョージ・ウィリアム・クラブツリー(1944年11月28日 - 2023年1月23日)は、アメリカの物理学者であり、超伝導材料に関する引用数の多い研究で知られ、2012年からはアルゴンヌ国立研究所のエネルギー貯蔵研究共同センター(JCESR)の所長を務めていた。
幼少期と教育
ジョージ・クラブツリーは1944年11月28日にアーカンソー州リトルロックで生まれ、2歳のときに家族とともにイリノイ州ヒルサイドに引っ越しました。父親はインターナショナル・ハーベスター社の機械技師で、母親は主婦であり地域奉仕ボランティアでした。
クラブトリーはイリノイ州ヒルサイドのプロビソ・ウェスト高校に通い、その後ノースウェスタン大学に進学し、1967年に理工学の学士号を取得した。大学院ではシアトルのワシントン大学に進学し、1968年に物理学の修士号を取得し、その後イリノイ大学シカゴ校に進学し、 1974年に凝縮物質物理学の博士号を取得した。
キャリアと研究
クラブツリー氏は、アルゴンヌ国立研究所のエネルギー貯蔵研究共同センター (JCESR) の所長、UIC エネルギーイニシアチブの所長、シカゴのイリノイ大学の物理学、電気工学、機械工学の著名な教授を務めていました。
クラブトリーの長い科学者としての経歴のほとんどは、アルゴンヌ国立研究所で過ごしたものです。クラブトリーは1964年に学部生として入所し、1969年にはスタッフアシスタントとなり、博士号を取得した後、1974年に材料科学部門の物理学者アシスタントに昇進しました。1990年にはアルゴンヌ特別研究員に任命されました。その後、材料科学部門の管理職に就き、1993年から2001年まで副部長、2001年から2008年まで部長、そして2008年から2012年まで再び副部長を務めました。
アルゴンヌでの仕事に加え、クラブツリー氏は1990年から2003年までノーザンイリノイ大学で物理学の教授を務め、2010年からはイリノイ大学シカゴ校で物理学の教授を務めていた。また、ゼータ・エナジーの諮問委員会にも所属していた。
研究
材料科学部門に在籍中、クラブトリーの研究の中心は超伝導材料の電磁気特性、特に高磁場におけるその挙動であった。これらの磁場は、磁束管の周りを周回する電子の渦である渦の存在と挙動によって支配されている。これらの渦は、その静力学と動学によって特定の超伝導体が電気抵抗なしで流せる最大電流が決まることから、実用上非常に重要な意味を持つ。このテーマに関するクラブトリーの出版物の中で特に注目すべきは、高温超伝導体でのみ現れる渦物質の新しい状態である渦液体の研究である。[2]クラブトリーは、 1986年に初めて発見された高温超伝導材料[3]の研究の先駆者であり、その結晶構造、熱力学的特性、磁場における挙動、および最大抵抗なしの電流の研究を行った。
幅広い研究キャリアの中で、クラブトリーは次世代バッテリー材料、持続可能なエネルギー、エネルギー政策、材料科学、ナノスケールの超伝導体と磁石、金属中の高相関電子などのテーマで440本以上の科学論文を発表しました。彼の最も引用されている論文は、水素経済、[4]、太陽エネルギー、[5]、高温超伝導に関するものです。[3] [6]
エネルギー貯蔵研究共同センター (JCESR)
2012 年、クラブツリー氏はアルゴンヌ国立研究所の新設エネルギー貯蔵研究共同センター (JCESR) の所長に任命されました。同氏のリーダーシップの下、センターの研究者らは、現在のリチウムイオン技術を超える 4 種類の次世代バッテリーの進歩を報告しています。
- 単一電荷のリチウムイオンではなく、二重電荷のマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多重電荷イオンを使用する多価電池[7] [8] [9] [10] [11] [12 ] [13] [14] [15] [16] [17]
- 固体電極の代わりに液体電解質に溶解した酸化還元活性分子の鎖を導入したフロー電池[18] [19] [20] [21] [22] [23] [24]
- リチウムと低コストの硫黄との強力な化学結合に基づくリチウム硫黄電池[25] [26] [27] [28]
- 空気呼吸正極と水性硫黄陽極を備えたフロー電池の新たなハイブリッド設計は、これまで知られている中で最も低コストの充電式電池化学特性を有する[29] [30]
2018 年、JCESR における Crabtree の科学および運用リーダーシップ チームは、「次世代バッテリーの開発方式を変えた」功績により、エネルギー省からエネルギー長官功績賞を受賞しました。
受賞と表彰
クラブツリーはアメリカ物理学会フェロー[31]、米国科学アカデミー会員[32]、アメリカ芸術科学アカデミーフェロー[33]であった。2003年、クラブツリーは高温超伝導体の渦に関する他の研究者との実験研究により、カマーリング・オンネス賞(3年に1度授与)を受賞した。クラブツリーは、アルゴンヌでの顕著な業績に対してシカゴ大学賞を2度、固体物理学における優れた科学的業績に対して米国エネルギー省賞を4度受賞した。磁束画像化システムの先駆的開発により、R&D 100賞を受賞した。また、ISIの物理学における高引用研究者の創設メンバーでもある。
クラブツリー氏は、2019年に 米国上院エネルギー天然資源委員会が開催したグリッドスケールエネルギー貯蔵の拡大展開を検討する公聴会[34]の専門家証人であった。
参考文献
- ^ 「JCESRからのメッセージ:ジョージ・クラブツリーを偲んで」アルゴンヌ国立研究所。2023年1月23日。 2023年1月23日閲覧。
- ^ Welp, U.; Fendrich, JA; Kwok, WK; Crabtree, GW; Veal, BW (1995). YBa2Cu3O7−δ における磁束線格子融解転移の熱力学的証拠。Physical Review Letters 76 (25): 4808-4812 (1995). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.4809.
- ^ ab Kwok, WK; Fleshler, S.; Welp, U.; Vinokur, VM; Downey, J.; Crabtree, GW; Miller, MM (1992-12-07). 「YBa2Cu3O7−δ の非双晶および双晶単結晶における渦格子の融解」. Physical Review Letters . 69 (23): 3370–3373. Bibcode :1992PhRvL..69.3370K. doi :10.1103/physrevlett.69.3370. ISSN 0031-9007. PMID 10046801.
- ^ Crabtree, George (2004年 冬)。「水素経済」。Physics Today。57 ( 12 ):39–44。Bibcode : 2004PhT ....57l..39C。doi : 10.1063/ 1.1878333。S2CID 28286456 。
- ^ Crabtree, George (2007年3月1日). 「太陽エネルギー変換」. Physics Today . 60 (3): 37–42. Bibcode :2007PhT....60c..37C. doi : 10.1063/1.2718755 .
- ^ Crabtree, George (1997年4月1日). 「高温超伝導体における渦糸物理学」. Physics Today . 50 (4): 38–45. Bibcode :1997PhT....50d..38C. doi :10.1063/1.881715.
- ^ Canepa, Pieremanuele; Sai Gautam, Gopalakrishnan; Hannah, Daniel C.; Malik, Rahul; Liu, Miao; Gallagher, Kevin G.; Persson, Kristin A.; Ceder, Gerbrand (2017-03-08). 「多価カソード材料のオデッセイ:未解決の問題と将来の課題」. Chemical Reviews . 117 (5): 4287–4341. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00614 . ISSN 0009-2665. PMID 28269988.
- ^ Sa, Niya; Kinnibrugh, T.; Wang, Hao; Gopalakrishnan, Sai Gatum; Chapman, Karena ; Vaughey, John; Key, Baris; Fister, T.; Freeland, John; Proffit, Danielle; Chupas, Peter; Ceder, Gerbrand; Bloom, I.; Burrell, Anthony (2016). 「V 2 O 5 ·nH 2 O キセロゲル材料の二重層構造への可逆的な Mg 挿入の構造的進化」。材料化学。28 ( 9): 2962–2969。doi :10.1021/acs.chemmater.6b00026。
- ^ Persson, Kristin A.; Ceder, Gerbrand; Malik, Rahul; Canepa, Pieremanuele; Qu, Xiaohui; Rong, Ziqin; Jain, Anubhav; Liu, Miao (2016-10-05). 「多価電池カソード用途向け硫黄スピネル化合物の評価」. Energy & Environmental Science . 9 (10): 3201–3209. doi :10.1039/C6EE01731B. ISSN 1754-5706. S2CID 51896663.
- ^ Rong, Ziqin; Malik, Rahul; Canepa, Pieremanuele; Sai Gautam, Gopalakrishnan; Liu, Miao; Jain, Anubhav; Persson, Kristin; Ceder, Gerbrand (2015-09-08). 「インターカレーション構造における多価イオン移動度の材料設計ルール」.材料化学. 27 (17): 6016–6021. doi :10.1021/acs.chemmater.5b02342. ISSN 0897-4756.
- ^ Persson, Kristin A.; Ceder, Gerbrand; Jain, Anubhav; Canepa, Pieremanuele; Malik, Rahul; Rong, Ziqin; Liu, Miao (2015-03-05). 「多価電池カソードとしてのスピネル化合物:第一原理計算に基づく体系的な評価」(PDF)。エネルギーと環境科学。8 (3): 964–974. doi : 10.1039/C4EE03389B。ISSN 1754-5706。
- ^ Nazar, Linda F.; Ceder, Gerbrand; Persson, Kristin A.; Rong, Ziqin; Liu, Miao; Duffort, Victor; Bonnick, Patrick; Sun, Xiaoqi (2016-07-06). 「マグネシウム電池用高容量チオスピネルカソード」.エネルギー&環境科学. 9 (7): 2273–2277. doi :10.1039/C6EE00724D. ISSN 1754-5706.
- ^ Lipson, Albert L.; Pan, Baofei; Lapidus, Saul H.; Liao, Chen; Vaughey, John T.; Ingram, Brian J. (2015-12-07). 「充電式カルシウムイオン電池:新しいエネルギー貯蔵システム」.材料化学. 27 (24): 8442–8447. doi :10.1021/acs.chemmater.5b04027. OSTI 1391846.
- ^ Senguttuvan, Premkumar; Han, Sang-Don; Kim, Soojeong; Lipson, Albert L.; Tepavcevic, Sanja; Fister, Timothy T.; Bloom, Ira D.; Burrell, Anthony K.; Johnson, Christopher S. (2016). 「高出力充電式非水系多価Zn/V2O5電池」。Advanced Energy Materials。6 ( 24 ): 1600826。doi : 10.1002/ aenm.201600826。ISSN 1614-6840 。
- ^ Canepa, Pieremanuele; Li, Juchuan; Wang, Yan; Tian, Yaosen; Shi, Tan; Richards, William D.; Key, Baris; Gautam, Gopalakrishnan Sai; Bo, Shou-Hang; Ceder, Gerbrand (2017-11-24). 「三元スピネルカルコゲニドにおける高マグネシウム移動度」。Nature Communications。8 ( 1 ) : 1759。Bibcode : 2017NatCo ... 8.1759C。doi : 10.1038 /s41467-017-01772-1。ISSN 2041-1723。PMC 5700915。PMID 29170372。
- ^ Proffit, Danielle; Fister, Timothy; Kim, Soonjeong; Pan, Baofei; Liao, Chen; Vaughey, John (2016). 「Ca K 端 X 線吸収近傍構造を利用した、潜在的な多価電池材料へのインターカレーションの特定」。Journal of the Electrochemical Society。163 (13) : A2508–A2514。doi : 10.1149/2.0121613jes。S2CID 98994461 。
- ^ Ceder, Gerbrand; Persson, Kristin A.; Scullin, William; Hannah, Daniel C.; Huang, Wenxuan; Liu, Miao; Xiao, Penghao; Rong, Ziqin (2017-07-13). 「Mg 電池用 Mo3(PO4)3O における高速 Mg2+ 拡散」. Chemical Communications . 53 (57): 7998–8001. doi : 10.1039/C7CC02903A . ISSN 1364-548X. PMID 28664208.
- ^ Brushett, Fikile; Vaughey, John; Jansen, Andrew (2012). 「全有機非水性リチウムイオンレドックスフロー電池」. Advanced Functional Materials . 2 (11): 1390–1396. doi :10.1002/aenm.201200322. S2CID 97300070.
- ^ モントト、エレナ C.;ナーガルジュナ、ガヴァラパリ。回、荊州。バージェス、マーク。セケラック、ニーナ M.エルナンデス・ブルゴス、ケネス。ウェイ、テンシン。ニー、マリッサ。グロルマン、ジョシュア (2016-09-29)。 「個別のエネルギー貯蔵担体としての酸化還元活性コロイド」。アメリカ化学会誌。138 (40): 13230–13237。土井:10.1021/jacs.6b06365。PMID 27629363。
- ^ Burgess, Mark; Moore, Jeffrey S.; Rodríguez-López, Joaquín (2016-09-27). 「エネルギー貯蔵のための可溶性ナノ材料としての酸化還元活性ポリマー」. Accounts of Chemical Research . 49 (11): 2649–2657. doi :10.1021/acs.accounts.6b00341. PMID 27673336.
- ^ Rodriquez-Lopez, J. (2017年6月6日). 「ラマン分光法と走査型電気化学顕微鏡法の組み合わせによる酸化還元活性コロイドの電荷蓄積の調査」Langmuir . 33 (37): 9455–9463. doi :10.1021/acs.langmuir.7b01121. PMID 28621544.
- ^ Iyer, Vinay A.; Schuh, Jonathon K.; Montoto, Elena C.; Pavan Nemani, V.; Qian, Shaoyi; Nagarjuna, Gavvalapalli; Rodríguez-López, Joaquín; Ewoldt, Randy H.; Smith, Kyle C. (2017-09-01). 「レドックス活性ポリマーフロー電池のリアクターコストと圧力降下に対する電解質導電率と粘度の影響の評価」Journal of Power Sources . 361 : 334–344. Bibcode :2017JPS...361..334I. doi : 10.1016/j.jpowsour.2017.06.052 . ISSN 0378-7753.
- ^ Rodríguez-López, J. (2017 年 6 月 3 日). 「非水性レドックスフロー電池用レドックス活性ポリマー: サイズ排除アプローチの検証」. Journal of the Electrochemical Society . 164 (7): A1688–A1694. doi : 10.1149/2.1511707jes . S2CID 98969732.
- ^ ロドリゲス=ロペス、ホアキン;ムーア、ジェフリー S.ナーガールジュナ、ガヴァラパリ。モントト、エレナ C. (2017-01-01)。 「非水レドックスフロー電池用のレドックス活性ポリマー: サイズ排除アプローチの検証」。電気化学協会のジャーナル。164 (7): A1688–A1694。土井:10.1149/2.1511707jes。ISSN 1945-7111。S2CID 98969732。
- ^ Cheng, Lei; Curtiss, Larry A.; Zavadil, Kevin R.; Gewirth, Andrew A.; Shao, Yuyan; Gallagher, Kevin G. (2016-08-10). 「高エネルギー密度リチウム硫黄電池用の低溶媒和電解質」. ACS Energy Letters . 1 (3): 503–509. doi :10.1021/acsenergylett.6b00194. OSTI 1339571.
- ^ Lee, Chang-Wook; Pang, Quan; Ha, Seungbum; Cheng, Lei; Han, Sang-Don; Zavadil, Kevin R.; Gallagher, Kevin G.; Nazar, Linda F.; Balasubramanian, Mahalingam (2017-06-28). 「高エネルギー密度バッテリーのための少量溶媒和電解質によるリチウム–硫黄反応経路の誘導」. ACS Central Science . 3 (6): 605–613. doi :10.1021/acscentsci.7b00123. ISSN 2374-7943. PMC 5492412. PMID 28691072 .
- ^ Wang, Hao; Sa, Niya; He, Meinan; Liang, Xiao; Nazar, Linda F.; Balasubramanian, Mahalingam; Gallagher, Kevin G.; Key, Baris (2017-03-15). 「電気化学サイクリング中のリチウム硫黄電池の経時的スペシエーションのその場NMR観察」. The Journal of Physical Chemistry C . 121 (11): 6011–6017. doi :10.1021/acs.jpcc.7b01922. OSTI 1392950.
- ^ Kimberly A.、Wu, Heng-Liang、Lau, Kah Chun、Shin, Minjeong、Cheng, Lei、Balasubramanian, Mahalingam、Gallagher, Kevin G.、Curtiss, Larry A.、Gewirth, Andrew A. (2016-12-08) を参照。「アセトニトリル系溶媒和電解質におけるハイドロフルオロエーテル共溶媒添加によるリチウム溶媒和への影響とリチウム硫黄電池における硫黄還元への影響」( PDF )。ACS Applied Materials & Interfaces。8 (50): 34360–34371。doi :10.1021/ acsami.6b11358。OSTI 1374850。PMID 27998132 。
- ^ Li, Zheng; Pan, Menghsuan Sam; Su, Liang; Tsai, Ping-Chun; Badel, Andres F.; Valle, Joseph M.; Eiler, Stephanie L.; Xiang, Kai; Brushett, Fikile R.; Chiang, Yet-Ming (2017-10-11). 「超低コストで長時間の電気ストレージを実現する空気呼吸水性硫黄フロー電池」。Joule . 1 (2): 306–327. doi : 10.1016/j.joule.2017.08.007 . ISSN 2542-4351.
- ^ 蒋介石、イェットミン;スー、リャン。パン、サム・モンシュアン。李、鄭 (2017-10-11)。 「バッテリーコストの基準を下げる」。ジュール。1 (2): 212–219。土井:10.1016/j.joule.2017.09.015。ISSN 2542-4351。
- ^ 「APS Fellow Archive」。アメリカ物理学会。 2018年1月9日閲覧。
- ^ 「アルゴンヌのクラブツリーが米国科学アカデミーに選出」アルゴンヌ国立研究所、2008年4月29日。 2018年1月9日閲覧。
- ^ 「アメリカ芸術科学アカデミー」(PDF) 2011年。 2018年1月9日閲覧。
- ^ 「米国上院エネルギー天然資源委員会におけるクラブツリーの証言 (PDF)」
